矢量網(wǎng)絡分析儀介紹

矢量網(wǎng)絡分析儀介紹第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月高頻信號的特性傳輸信號參考信號傳輸增益/損耗S-參數(shù)S21,S12群時延傳輸系數(shù)插入相位

反射信號參考信號反射SWRS-參數(shù)S11,S22反射系數(shù)阻抗,導納R+jX,G+jB回波損耗

G,rT,t參考信號反射信號傳輸信號RBAAR=BR=第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月反射參數(shù)￥

dB無反射(ZL=Zo)rRLVSWR01全反射(ZL=open,short)0dB1￥=ZL-ZOZL+OZ反射系數(shù)=VreflectedVincident=rFG=rG回波損耗=-20log(r),電壓駐波比VSWR=EmaxEmin=1+r1-rEmaxEmin第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月傳輸參數(shù)VTransmittedVIncident傳輸系數(shù)=T=VTransmittedVIncident=

tDfDUT增益(dB)=20LogVTransVInc=20logt插入損耗(dB)=-20LogVTransVInc=-20logt第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月線形特性/非線形特性的表征線形特性:輸入和輸出的頻率相同，不會產生其它頻率的信號輸出信號較輸入信號只可能在幅度和相位上改變Frequencyf1TimeSin360o*f*tFrequencyA

相位漂移=to*360o*f1fDUTTimeAto

A*Sin360o*f(t-to)輸入輸出Time非線形特性:輸出的信號可能發(fā)生頻率的改變（如混頻器）可能其它頻率附加信號（如諧波、互調產物）

Frequencyf1第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月群時延初始相位弧度/秒度fHz(w=2pf)fwf群時延(t)g=-dfdw=-1360odfdf*Frequency群時延紋波平均時延totgPhasefDfFrequencyDww群時延的紋波能夠說明相位的失真通過平均時延能夠得到DUT的長度第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月測量S-Parameters

S11=反射信號參考信號=b1a1a2=0S21=

傳輸信號參考信號=b2a1a2=0S22=反射信號參考信號=b2a2a1=0S12=

傳輸信號參考信號=b1a2a1=0參考信號傳輸信號S21S11反射信號b1a1b2Z0Loada2=0DUT正向參考信號傳輸信號S12S22反射信號b2a2ba1=0DUTZ0Load反向1第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

對于互易網(wǎng)絡，有：S12＝S21

對于對稱網(wǎng)絡，有：S11＝S22

對于無耗網(wǎng)絡，有：（S11）2＋（S12）2＝1

S參數(shù)關系第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月矢量網(wǎng)絡分析儀框圖接收/檢波信號處理/顯示反射(A)傳輸(B)參考(R)功分器信號源參考信號反射信號傳輸信號DUT第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)誤差由于儀器本身以及測試設置的不理想引起不隨時間發(fā)生變化隨機誤差隨時間隨機變化(不可預測的)主要原因有:儀器的噪聲,開關和連接器的重復性等漂移誤差校準完成之后系統(tǒng)的性能發(fā)生的一些變化主要由環(huán)境溫度等變化引起。測量誤差模型測量數(shù)據(jù)未知元件系統(tǒng)誤差隨機誤差漂移誤差Errors:RE-CALRE-CAL第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月系統(tǒng)測量誤差AB源匹配負載匹配Crosstalk方向性DUT頻率響應反射跟蹤(A/R)傳輸跟蹤(B/R)R6個正向誤差，6個反向誤差HP公司推出矢量網(wǎng)絡分析儀時，該分析儀被稱為“世界測量儀器之王”，就是因為他們提供了系統(tǒng)的誤差模型，使測量技術大大前進了一步。第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月ED=方向性ERT=反射跟蹤ES=源匹配為修正誤差，我們測量3個標準件，從而得到3個公式來來求出各項誤差系數(shù)S11MS11AESERTED1RFin誤差適配器S11MS11ARFinIdeal了解這些，我們很容易就能夠得到全雙端口的誤差模型S11M=ED+ERT1-ESS11AS11A反射－單端口模型第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月單端口校準前后的測量曲線校準前校準后02040606000120002.0回波損耗(dB)VSWR1.11.011.001MHz第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月2端口的誤差模型在這里，要求4個S參數(shù)同步刷新當然使用儀器的測量人員不需要知道這些誤差修正的公式但是，能夠了解各項誤差的意義，有助于針對測試需求做不同的校準，從而提高效率和測量的準確性Port1Port2ES11S21S12S22ESEDERTETTELa1b1AAAAXa2b2正向模型=正向方向性=正向源匹配=正向反射跟蹤=正向負載匹配=正向傳輸跟蹤=正向個隔離度ESEDERTETTELEX=反向反射跟蹤=反向傳輸跟蹤=反向方向性=反向源匹配=反向負載匹配=反向隔離度ES'ED'ERT'ETT'EL'EX'Port1Port2S11SS12S22ES'ED'ERT'ETT'EL'a1b1AAAEX'21Aa2b2反向模型第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月不同校準去除的誤差項目

方便、快捷沒有誤差修正測量結果不準確較簡單對測量精度要求不高時使用去除了頻率響應誤差用于反射測量使用標準的去除以下誤差項目：

方向性

源匹配

反射跟蹤

精度最高去除了以下誤差：

方向性

源/負載匹配

反射跟蹤

傳輸跟蹤

泄漏干擾

不作校準

響應校準

單端口校準

全2端口DUTDUTDUTDUTthruthruENHANCED-RESPONSESHORTOPENLOADSHORTOPENLOADSHORTOPENLOAD未校準之前的各測量值為初始值第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月

測試時對儀器的校準和選擇反射參數(shù)測量：要考慮反射